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銅盤管的熱處理及退火原理(二)

   2019-10-17 和平646
核心提示:銅盤管拉伸的潤滑油將殘存在管材的內、外表面,退火時潤滑油熱分解生成揮發分和殘留油,殘留油由長鏈的碳氫化合物 和芳香族化合物組成。
       銅盤管經過大加工率冷變形后,金屬內部的點缺陷和位錯密 度劇烈增加,變形時增殖的位錯對金屬中的儲存能起到了非常大的作用。該儲能是銅管在加熱時克服能壘、發生組織和性能 變化的驅動力。成盤拉伸后的管材一般通過成品退火來控制產品的性能,銅管的退火經歷回復、再結晶和晶粒長大過程,不同階段對應于管材的不同狀態,適應于不同成品管材的性能要 求。例如:中央空調用的銅管為半硬偏軟的狀態,力學性能控制在比較狹窄的范圍內,如抗拉強度為280 ~320MPa,沿管材 縱向用金相顯微鏡觀察時仍為纖維狀組織,但已發生了位錯的 滑移和攀移。翅片管的母管必須完全再結晶,但平均晶粒尺寸較小(不大于0.025mm)而按美國標準ASTM B280空調及制冷用060狀態的銅管,平均晶粒尺寸不得小于0.035mm,管材已經晶粒長大。

7-1表示了銅退火時力學性能與溫度之間的一般關系。雜質元素的增加及合金元素的加入都會使圖中的曲線向右偏移,性能也隨之變化。但一般而言,300T左右是銅管退火時性能發 生劇烈變化的區間。在此區間退火時,必須嚴格地控制溫度和保溫時間。

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退火氣氛

銅的氧化物為氧化亞銅CU2O)和氧化銅CuO),其生成熱分別為:

CU2O約 113OJ/g

CuO 約 1834J/go

氧化亞銅為紅色,在銅管上粘結得很牢。氧化銅為黑色, 當管材在空氣中加熱時形成容易脫落的外層。為了保持光亮的表面,銅管在保護性氣氛(氮)中退火。

銅盤管拉伸的潤滑油將殘存在管材的內、外表面,退火時潤滑油熱分解生成揮發分和殘留油,殘留油由長鏈的碳氫化合物 和芳香族化合物組成。有關文獻闡述了潤滑油在有氫和氮氣氛中熱分解的途徑,如圖7-2所示。

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在有氫氣的氣氛中,潤滑油熱分解導致一級產物的蒸發和 飽和,聚合、冷凝等形成殘存油的過程受到抑制。因此銅管退火采用以氮為主含氫量較低的氮、氫混合氣體。

為了清除銅管內的殘留油及其他雜質,在退火過程中還 采取保護性氣體的吹洗,該項操作確實提高了管材內表面的清潔度,但同時也帶走了熱量,延長了退火時間,降低了熱 效率。因此在研究不須吹洗的清潔潤滑劑方面開展了不少工 作。

銅管的殘余應力

不均勻塑性變形使管材中產生殘余應力,銅管不像黃銅管一樣,沒有應力破裂的傾向。然而為了減小加工時的變形,用做中央空調的銅盤管,對其殘余應力也有嚴格的要求。

管材的內應力可用實驗確定。切取小段銅管,測定其外徑,然后沿縱向剖開,此時管材的周向殘余拉應力會使切口張開,管材直徑擴大,再測外徑。

 
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